機(jī)械繼電器長期以來一直是電氣控制系統(tǒng)的支柱。這些器件用于提供邏輯動作序列，并在控制和負(fù)載電壓之間放大。多年來，機(jī)械繼電器一直是所有工業(yè)電氣控制系統(tǒng)的重要組成部分。繼電器包含兩個(gè)關(guān)鍵任務(wù)，其中一個(gè)通常由可編程控制取代。然而，第二個(gè)功能仍然是控制系統(tǒng)架構(gòu)的重要組成部分。

繼電器的兩個(gè)主要功能

繼電器的第一個(gè)功能是提供電路的邏輯序列，允許輸入設(shè)備的各種組合按照非常具體的邏輯步驟驅(qū)動輸出機(jī)械。梯形圖的第一種形式是由這些順序繼電器邏輯電路構(gòu)建的，后來這些梯形圖被數(shù)字邏輯控制器采用。

設(shè)計(jì)用于 5 伏直流輸入的小型機(jī)電繼電器，旨在安裝到印刷電路板中。

安裝繼電器的第二個(gè)主要目的是放大和隔離較小的電壓控制電路與驅(qū)動較大工業(yè)負(fù)載設(shè)備的大電壓和電流。

控制電路，包括開關(guān)和按鈕以及數(shù)字控制器模塊，保持低電壓，以確保操作員的安全，并最大限度地減少小型印刷電路板的空間。

較大的電壓需要更多的導(dǎo)線之間的物理空間，以降低電弧產(chǎn)生火花的風(fēng)險(xiǎn)。線圈以更小、更安全的電壓電平工作，觸點(diǎn)允許電流在更高的電壓水平動。

機(jī)械跟固態(tài)

繼電器的基本結(jié)構(gòu)是相同的，無論是機(jī)械的還是固態(tài)的?？刂齐妷菏┘拥皆O(shè)備的“線圈”側(cè)，一旦通電，許多觸點(diǎn)打開或關(guān)閉以打開或關(guān)閉負(fù)載設(shè)備電路。

典型的固態(tài)繼電器。該繼電器設(shè)計(jì)用于 3.5-32 伏輸入，這是相當(dāng)正常的，但只能與直流負(fù)載設(shè)備一起使用，在 60 安培電流下高達(dá) 3 伏。

繼電器有兩種變體。機(jī)電版本從控制電子設(shè)備的一開始就已經(jīng)存在。較新的固態(tài)繼電器采用半導(dǎo)體技術(shù)運(yùn)行，通常基于硅晶體管的變化。

雖然它們可以完成許多相同的任務(wù)，但工作原理差異很大，以至于需要對比兩種設(shè)備之間的區(qū)別。

控制輸入

機(jī)械繼電器使用線圈產(chǎn)生磁場，利用電感原理。磁場吸引擺動臂來接合觸點(diǎn)。

固態(tài)繼電器輸入為內(nèi)部構(gòu)建的 LED 供電，內(nèi)部集成了適當(dāng)?shù)南蘖麟娮杵?。來自LED的光為接觸側(cè)的光響應(yīng)放大器供電。

控制電壓

機(jī)械繼電器使用特定額定的交流或直流電壓作為線圈輸入，它可以從計(jì)算機(jī)電路上的 3.3v 到直流中的 24v 不等，或者從 24v 到 120v 或更高的交流電源。每個(gè)繼電器僅使用一個(gè)電壓工作。要使用兩個(gè)電壓意味著您必須有兩個(gè)不同型號的繼電器。

固態(tài)繼電器接受直流輸入，通常輸入范圍很廣。通常從 3 到 32 的任何地方都是一個(gè)公共范圍，并且可以為該范圍內(nèi)的任何控制電壓安裝單個(gè) SSR。

輸出觸點(diǎn)

機(jī)械繼電器始終包括一組或多組物理觸點(diǎn)，這些物理觸點(diǎn)隨著線圈施加磁場而打開或關(guān)閉。

最常見的是每個(gè)觸點(diǎn)組包括一個(gè)公共電源端子，以及用于常開 （NO） 觸點(diǎn)和常閉 （NC） 的單獨(dú)端子。

這稱為雙擲?？赡苡幸粋€(gè)、兩個(gè)或四個(gè)觸點(diǎn)組（稱為極點(diǎn)），但可以找到其他變體。這導(dǎo)致了單刀雙擲 （SPDT） 或雙刀雙擲 （DPDT） 等命名約定。

固態(tài)繼電器沒有物理觸點(diǎn)組，只有晶體管變體（可控硅整流器SCR或類似的TRIAC等）。大多數(shù) SSR 僅包含一個(gè)觸點(diǎn)組，而此觸點(diǎn)僅包含一個(gè)常開 （NO） 電路。這將簡單地稱為SPST結(jié)構(gòu)。

觸點(diǎn)電壓

機(jī)械繼電器的結(jié)構(gòu)類似于開關(guān)，因此它們可以處理交流或直流。必須注意永遠(yuǎn)不要超過最大額定電壓，否則可能發(fā)生危險(xiǎn)的電弧，對于每個(gè)電壓，只能使用一定的電流限制來防止關(guān)閉和打開時(shí)釋放危險(xiǎn)的能量。

固態(tài)繼電器不像機(jī)械類型那樣存在電弧跳過開路觸點(diǎn)的問題。相反，如果對材料施加過高的電壓，這些敏感的半導(dǎo)體器件將被破壞和燃燒，因此無論如何，您必須注意額定電壓。

它們也會因電流過大而損壞，因?yàn)楣虘B(tài)設(shè)備無法物理斷開連接?？倳行∽枇?，產(chǎn)生熱量。為了獲得最佳性能，請嘗試找到具有盡可能小的“導(dǎo)通電阻”值的器件。

固態(tài)繼電器的極性

關(guān)于SSR結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要事實(shí)是，在輸出側(cè)，它可能由高功率場效應(yīng)晶體管（FET）或三端雙向可控硅組成。任一設(shè)備都可以使用光敏組件進(jìn)行切換，但每個(gè)設(shè)備都有特定的用途。

FET 專為直流負(fù)載設(shè)計(jì)，不允許交流負(fù)載激活。對于TRIAC也是如此，由于這些設(shè)備使用交流波運(yùn)行，因此它只能正確激活和停用交流負(fù)載。

如果使用固態(tài)繼電器，請查看觸點(diǎn)側(cè)，并注意電壓、電流以及交流或直流負(fù)載切換的重點(diǎn)。

機(jī)械繼電器和固態(tài)繼電器的設(shè)計(jì)都考慮到了一個(gè)目標(biāo) - 輸入電壓激活輸出觸點(diǎn)。它們的操作方法非常不同，因此在某些情況下，一種可能優(yōu)于另一種。